第一部分数据通信ppt课件
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计算机网络技术ppt课件
第一节 数据通信的基本概念
一、数据 数据是传递信息的实体，通信的目的是交换数据， 数据的表现形式可以是数字、文字、语音、图形或图 像等。为了传送这些数据，首先要将字母、数字、语 音、图形或图像用二进制代码的数据来表示；为了传 输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号 编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传 送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列 的模拟或数字信号的过程。 数据可分为：模拟数据、数字数据。 模拟数据是在某个区间内连续的值。如：声音、视 频是强度连续改变的波形。 数字数据则是离散的值。如：整数。
9
协议: 控制报文的收发
e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
因特网: “万网之网”
松散的层次结构 公共的Internet（因特网） vs. 专有的 intranet（内联网） 因特网标准
RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force（因特网工程部）
1二、Leabharlann 号• 信号是数据的电磁或电子的编码。在通信中， 数据变成可在传输介质上传送的信号来发送。 它有两种形式：模拟信号和数字信号。
• 模拟信号：连续变化的电磁波，用电信号模拟 原有信息。
• 数字信号：一系列的电脉冲，直接用两种电平 表示二进制的1和0。
2
二、模拟数据和数字数据通信
模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和 传输。
6
3．数字数据的数字信号表示 数字数据也可以由数字信号来表示，即用二进制 形式的数字脉冲信号来表示。 为了改变其传播特性，这些脉冲可以有许多不同 的编码格式。常见的编码格式有三种：不归零编码 (NZR)、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。 局域网中常采用后两种编码方式。
一、数据 数据是传递信息的实体，通信的目的是交换数据， 数据的表现形式可以是数字、文字、语音、图形或图 像等。为了传送这些数据，首先要将字母、数字、语 音、图形或图像用二进制代码的数据来表示；为了传 输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号 编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传 送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列 的模拟或数字信号的过程。 数据可分为：模拟数据、数字数据。 模拟数据是在某个区间内连续的值。如：声音、视 频是强度连续改变的波形。 数字数据则是离散的值。如：整数。
9
协议: 控制报文的收发
e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
因特网: “万网之网”
松散的层次结构 公共的Internet（因特网） vs. 专有的 intranet（内联网） 因特网标准
RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force（因特网工程部）
1二、Leabharlann 号• 信号是数据的电磁或电子的编码。在通信中， 数据变成可在传输介质上传送的信号来发送。 它有两种形式：模拟信号和数字信号。
• 模拟信号：连续变化的电磁波，用电信号模拟 原有信息。
• 数字信号：一系列的电脉冲，直接用两种电平 表示二进制的1和0。
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二、模拟数据和数字数据通信
模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和 传输。
6
3．数字数据的数字信号表示 数字数据也可以由数字信号来表示，即用二进制 形式的数字脉冲信号来表示。 为了改变其传播特性，这些脉冲可以有许多不同 的编码格式。常见的编码格式有三种：不归零编码 (NZR)、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。 局域网中常采用后两种编码方式。
第一章 通信的基本概念PPT课件
• 1938年美国贝尔实验室为美国军方制成了世 界上第一部“移动电话”手机
• 1942年，对讲机应用于二战
微波通信
• 1931年，英国多佛尔和法国加来之间在 建立世界上第一条超短波接力线路
• 20世纪50年代出现微波接力通信
光纤通信
• 1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆发表了关于传输介 质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性 和技术途径，奠定了现代光纤通信的基础。
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s
• 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌面
• 宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.4.2 模拟通信系统
模拟通信利用模拟信号来传递消息。模拟通信系统框 图如图1-2所示:
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
（1）信息与信号
• 信息←→冗余
– 消息中不定的部分
• 信号
– 信息的物理载体： 电、光信号
• 模拟信号与数字信 号
数字通信-PPT课件
1
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
数据通信PPT课件
20
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使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
14
第14页/共38页
调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
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使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
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调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
计算机网络基础(数据通信基础)课件
计算机网络基础(数据通信 基础)课件
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
数据通信技术ppt课件
06 数据通信技术发展趋势与 展望
高速数据通信技术发展
总结词
随着互联网和云计算技术的快速发展，高速数据通信技术已成为当前的研究热点。
详细描述
目前，高速数据通信技术已经取得了显著的进步，如光纤通信、5G/6G移动通信等。这些技术的发展使得数据传 输速度大幅提升，满足了大数据时代对海量数据处理和传输的需求。
05 无线数据通信技术
无线局域网（WLAN）
要பைடு நூலகம்一
总结词
无线局域网是一种短距离的无线通信技术，用于连接局域 网中的计算机、设备等，实现高速数据传输和资源共享。
要点二
详细描述
无线局域网采用无线电波作为传输媒介，通过无线接入点 （AP）连接多个终端设备。它具有灵活、便捷、高速的特点， 广泛应用于企业、学校、医院等场所。
物联网数据通信技术发展
总结词
物联网技术的发展推动了数据通信技术的进步，使得数以亿计的设备能够相互 连接和通信。
详细描述
物联网数据通信技术涉及多种无线通信协议，如Wi-Fi、Zigbee、LoRa等。这 些技术使得各种智能设备能够实时传输数据、共享信息，从而为智能家居、智 慧城市等领域的发展提供了有力支持。
02 数据通信技术基础
数据传输方式
总结词
数据传输方式是指数据在通信网络中传输的方式，包括串行传输和并行传输两 种方式。
详细描述
串行传输是指数据一位一位地顺序传输，占用通信线路少，适合长距离传输； 并行传输是指数据以字节为单位进行传输，传输速度快，适合近距离传输。
数据编码技术
总结词
数据编码技术是指将数据转换成适合在通信网络中传输的信 号的过程。
数据通信技术的应用场景
• 总结词：数据通信技术在各个领域都有广泛的应用，如互联网、物联网、云计算等。 • 详细描述：数据通信技术在各个领域都有广泛的应用。在互联网领域，数据通信技术是实现互联网信息传输的
通信原理课件第一章.pptx
第1章 绪 论
第三代移动通信系统是向未来个人通信发展的一个重要阶 段，具有里程碑和划时代的意义，让我们关注其发展态势， 迎接它的到来。
目前，我国电话网的规模和技术层次均有质的变化，已初 步建成了以光缆为主，微波、卫星综合利用，固定电话、移动 通信、多媒体通信多网并存，覆盖全国城乡，通达世界各地， 大容量、 高速度、 安全可靠的电信网。
通常，有线通信亦可进一步再分类，如明线通信、电缆通 信、光缆通信等。无线通信形式较多，常见的有微波通信、 短波通信、 移动通信、 卫星通信、 散射通信等。
第1章 绪 论
2. 按信道中传输的信号分类
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、 相位， 脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值， 且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。 模拟信号有时也称连续信号， 这个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)， 而不一定在时间上也连续这里指的某一参量是指我们关 心的并作为研究对象的那一参量，绝不是仅指时间参量。当然， 对于参量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问是模 拟信号，如强弱连续变化的语言信号、亮度连续变化的电视图 像信号等都是模拟信号。
用途
音频、电话、数据终端、长距离导航、 时标
导航、信标、电力线通信
调幅广播、移动陆地通信、业余无线电
移动无线电话、短波广播、定点军用通 信、业余无线电 电视、调频广
播、空中管制、车辆通信、导航、集群 通信、无线寻呼
300MHz~3GHz
100 10cm
特高频
波导
电视、空间遥测、雷达导航、点对点通
UHF 分米波无线电
第1章 绪 论
1.2 通 信 的 概 念
1.2.1 通信的定义
最新MSE课件-数据通信ch01ppt课件
3.评价
案例分析：大约在公元前409年，有一个叫罗莫洛的贵族， 生前立遗嘱，希望把他一半的财产捐给那些跟随他作战受 伤或战死士兵的家人。但罗莫落死后，他的家人却不履行 罗莫洛的遗嘱，受伤或战死士兵的家人因此告上了法庭。
第5表 死者的财产需按其遗嘱进行处理.
——摘编自《十二铜表法》
法官该如何判案？
由袒护贵族到依照法律条文判给士兵家属一半财产
政治：罗马帝国长期的对外扩张 经济：奴隶制商品经济的迅速发展
灵活 注重形式，程序繁琐， 性 缺乏灵活与变通
简洁灵活、实用有效
第三课 罗马人的法律
从这一判决说明什么问题？
《十二铜表法》限制了贵族的专横，打破了他们对法律知识的 垄断，在一定程度上保护了平民的利益。
第3表 债权人可将无力偿还债务的人.交付法庭判决直到将其 戴上足枷、手铐、甚至杀死或卖之为奴。
第5表 死者的财产需按其遗嘱进行处理.
第8表 凡故意伤人肢体而又未能取得调解时,则伤人者也需受 到同样的伤害。不过,如有人打断自由人的头骨,他必须偿付 300盎司罚金; 如果被打折骨头的是奴隶,罚金可减半。
5
Network application
市场营销 金融服务 制造业 电子报文传递 目录服务 信息服务 电子数据交换 电话会议 蜂窝电话 有线电视
6
Protocol and Standard
协议：一组用来控制信息通信的各个方面的规则（约 定）。
实体：能够发送和接收信息的任何事物，如应用程序、文 件传输软件、数据库管理系统、电子邮件。 系统：含一个或多个实体的物理对象，如计算机。 为了能够进行通信，实体之间必须达成一个协议。
3.评价
（1）是罗马第一部有章可循的成文法。
积 极
案例分析：大约在公元前409年，有一个叫罗莫洛的贵族， 生前立遗嘱，希望把他一半的财产捐给那些跟随他作战受 伤或战死士兵的家人。但罗莫落死后，他的家人却不履行 罗莫洛的遗嘱，受伤或战死士兵的家人因此告上了法庭。
第5表 死者的财产需按其遗嘱进行处理.
——摘编自《十二铜表法》
法官该如何判案？
由袒护贵族到依照法律条文判给士兵家属一半财产
政治：罗马帝国长期的对外扩张 经济：奴隶制商品经济的迅速发展
灵活 注重形式，程序繁琐， 性 缺乏灵活与变通
简洁灵活、实用有效
第三课 罗马人的法律
从这一判决说明什么问题？
《十二铜表法》限制了贵族的专横，打破了他们对法律知识的 垄断，在一定程度上保护了平民的利益。
第3表 债权人可将无力偿还债务的人.交付法庭判决直到将其 戴上足枷、手铐、甚至杀死或卖之为奴。
第5表 死者的财产需按其遗嘱进行处理.
第8表 凡故意伤人肢体而又未能取得调解时,则伤人者也需受 到同样的伤害。不过,如有人打断自由人的头骨,他必须偿付 300盎司罚金; 如果被打折骨头的是奴隶,罚金可减半。
5
Network application
市场营销 金融服务 制造业 电子报文传递 目录服务 信息服务 电子数据交换 电话会议 蜂窝电话 有线电视
6
Protocol and Standard
协议：一组用来控制信息通信的各个方面的规则（约 定）。
实体：能够发送和接收信息的任何事物，如应用程序、文 件传输软件、数据库管理系统、电子邮件。 系统：含一个或多个实体的物理对象，如计算机。 为了能够进行通信，实体之间必须达成一个协议。
3.评价
（1）是罗马第一部有章可循的成文法。
积 极
《数据通信基础》课件
超文本传输协议，用于在Web浏览器 和Web服务器之间传输网页内容。
03
数据交换技术
电路交换
电路交换是一种传统的通信交换 方式，通过建立电路连接来实现 数据传输。
电路交换的优点是数据传输稳定 、可靠，但资源利用率相对较低 。
在电路交换中，通信双方在通信 过程中始终占用通信资源，无论 是否传送数据。
数据通信的原理
通过传输信道，利用各种通信设备传输二进制数据，并在终 端设备上对数据进行处理和显示。
数据通信的特点
数据通信具有传输速度快、信息量大、可靠性高、灵活性强 等优点，广泛应用于军事、商业、科研等领域。
数据通信的分类
有线数据通信
通过有线信道传输数据，如光纤、同轴电缆等 。
无线数据通信
通过无线信道传输数据，如无线局域网、移动 通信等。
5G技术的发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的增加，5G技术将不断演 进和完善，未来将与人工智能、云计算等技术深度融合， 推动各行业的数字化转型。
物联网技术
物联网技术概述
物联网技术是指通过各种信息传 感器设备，实时采集物理世界的 信息，与互联网结合形成的一个 庞大的网络。
物联网技术的应用
场景
物联网技术在智能家居、智能交 通、智能工业等领域具有广泛的 应用前景，能够实现设备的远程 监控和管理，提高生产效率和生 活的便利性。
流。
02
数据传输技术
有线传输技术
光纤传输
利用光信号在光纤中传输数据，具有传输距离远、传输速度快、抗干扰能力强等优点。
铜线传输
利用双绞线或同轴电缆等传输数据，适用于短距离传输，成本较低。
专线传输
通过专用线路直接连接两个地点，传输质量较高，但成本也较高。
《数据通信原理》课件
2023
《数据通信原理》 PPT课件
REPORTING
2023
目录
• 数据通信概述 • 数据传输原理 • 数据交换原理 • 数据通信协议 • 数据通信的应用 • 数据通信的发展趋势
2023
PART 01
数据通信概述
REPORTING
数据通信的定义
数据通信的定义
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，它通过传输信道将 数据终端与计算机连接起来，实现数据终端之间或数据终端与计算机之间的远程数据传输 和信息交换。
拥塞控制
防止过多的数据在网络中造成拥塞。
信道管理
合理分配和使用信道资源，提高数据传输 效率。
2023
PART 03
数据交换原理
REPORTING
数据交换的类型
01
02
03
电路交换
通过建立电路连接来提供 连续的数据传输服务。
报文交换
将数据打包成报文，通过 存储转发的方式进行交换 。
分组交换
将数据分割成多个分组， 通过动态分配路径进行交 换。
无线数据通信技术
总结词
无线数据通信技术以其灵活性和便捷性，成为现代数据通信的重要组成部分。
详细描述
无线数据通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。这些技术使得设备之间可以无 线连接，方便用户随时随地获取和交换信息。
物联网数据通信技术
总结词
物联网技术的发展，使得数以亿计的 设备能够相互连接并进行数据交换。 物联网数据通信技术是实现这一目标 的关键。
2023
PART 02
数据传输原理
REPORTING
数据传输方式
并行传输
数据在多个通道上同时传输， 适用于近距离、高速传输。
《数据通信原理》 PPT课件
REPORTING
2023
目录
• 数据通信概述 • 数据传输原理 • 数据交换原理 • 数据通信协议 • 数据通信的应用 • 数据通信的发展趋势
2023
PART 01
数据通信概述
REPORTING
数据通信的定义
数据通信的定义
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，它通过传输信道将 数据终端与计算机连接起来，实现数据终端之间或数据终端与计算机之间的远程数据传输 和信息交换。
拥塞控制
防止过多的数据在网络中造成拥塞。
信道管理
合理分配和使用信道资源，提高数据传输 效率。
2023
PART 03
数据交换原理
REPORTING
数据交换的类型
01
02
03
电路交换
通过建立电路连接来提供 连续的数据传输服务。
报文交换
将数据打包成报文，通过 存储转发的方式进行交换 。
分组交换
将数据分割成多个分组， 通过动态分配路径进行交 换。
无线数据通信技术
总结词
无线数据通信技术以其灵活性和便捷性，成为现代数据通信的重要组成部分。
详细描述
无线数据通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。这些技术使得设备之间可以无 线连接，方便用户随时随地获取和交换信息。
物联网数据通信技术
总结词
物联网技术的发展，使得数以亿计的 设备能够相互连接并进行数据交换。 物联网数据通信技术是实现这一目标 的关键。
2023
PART 02
数据传输原理
REPORTING
数据传输方式
并行传输
数据在多个通道上同时传输， 适用于近距离、高速传输。
数据通信基础知识PPT课件
的信号传输。
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
.
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3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
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12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
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8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
《数据通信》课件
讨论数据通信中不断增长的需求和提高传输速率和带宽的技术解决方案。
2 数据安全和隐私保护
探讨如何保障数据在传输和存储过程中的安全性和隐私性。
3 数据通信的可靠性和稳定性
说明网络和通信设备故障对数据通信的影响，以及相应的可靠性和稳定性解决方案。
数据通信的未来发展
5G技术的应用
展望5G技术为数据通信带来的革命性变化和广泛应 用。
《数据通信》PPT课件
什么是数据通信？ - 定义数据通信 - 数据通信的作用 - 数据通信的基本原理
数据通信的技术
数据通信的分类
介绍数据通信的分类方式， 如有线和无线通信，广域网 和局域网等。
串行传输和并行传输
讨论串行传输和并行传输的 区别和使用场景。
常用的数据通信协议
介绍常见的数据通信协议， 如TCP/IP、HTTP、FTP等。
全球
全球范围内数据通信的需求和发展趋势。
数据通信的应用
1
互联网的发展和应用
探讨互联网对社会、经济和文化的影响，移动通信技术的进步，如3G、4G和5G的应用和发展。
3
物联网的发展和应用
说明物联网连接了日常生活中的设备和系统，提供智能化的控制和信息交流。
数据通信的挑战和解决方案
1 传输速率和带宽的提高
2 数据安全和隐私保护
探讨如何保障数据在传输和存储过程中的安全性和隐私性。
3 数据通信的可靠性和稳定性
说明网络和通信设备故障对数据通信的影响，以及相应的可靠性和稳定性解决方案。
数据通信的未来发展
5G技术的应用
展望5G技术为数据通信带来的革命性变化和广泛应 用。
《数据通信》PPT课件
什么是数据通信？ - 定义数据通信 - 数据通信的作用 - 数据通信的基本原理
数据通信的技术
数据通信的分类
介绍数据通信的分类方式， 如有线和无线通信，广域网 和局域网等。
串行传输和并行传输
讨论串行传输和并行传输的 区别和使用场景。
常用的数据通信协议
介绍常见的数据通信协议， 如TCP/IP、HTTP、FTP等。
全球
全球范围内数据通信的需求和发展趋势。
数据通信的应用
1
互联网的发展和应用
探讨互联网对社会、经济和文化的影响，移动通信技术的进步，如3G、4G和5G的应用和发展。
3
物联网的发展和应用
说明物联网连接了日常生活中的设备和系统，提供智能化的控制和信息交流。
数据通信的挑战和解决方案
1 传输速率和带宽的提高
数据通信基础知识PPT课件
• 模拟信号的传输 • 按频率区分信号—传输介质的带宽划分为若干个不重叠、相互隔离的窄频带，
每一路信号占用一个窄频带 • 典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载
波系统、ADSL（非对称数字用户线）
第34页/共65页
试题分析1
• ADSL 使用的多路复用技术是___(33)___。 （） A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．码分多址
第41页/共65页
试题分析4
• 8个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率 为80%，则其带宽应该是（21）kb/s 。(06.11) A．410 B．512 C．640 D．1440
• 答案：C • (64kb/s*8/80%=640kb/s)
第42页/共65页
波分多路复用(WDM)
• ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术 “面向分组”的传送模式；
• 在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为 “信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的 传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连 接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。
第40页/共65页
试题分析3
• 下面关于信元（Cell Switch）交换的描述中， 不正确的是（20）。(06.11) A．信元的大小为固定长度 B．信元交换采用了统计时分复用的传输方 式 C．信元交换的实时性比较差 D．信元交换结合了分组交换和电路交换的 优点
• 答案:数字数据 ,数字数据或模拟数据 ,脉冲噪 声 ,高速数字信号 , p=kd
第10页/共65页
2 信道的特性
• 信道:是信号的传输媒质 • 波特率和比特率 • 调制
第11页/共65页
每一路信号占用一个窄频带 • 典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载
波系统、ADSL（非对称数字用户线）
第34页/共65页
试题分析1
• ADSL 使用的多路复用技术是___(33)___。 （） A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．码分多址
第41页/共65页
试题分析4
• 8个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率 为80%，则其带宽应该是（21）kb/s 。(06.11) A．410 B．512 C．640 D．1440
• 答案：C • (64kb/s*8/80%=640kb/s)
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波分多路复用(WDM)
• ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术 “面向分组”的传送模式；
• 在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为 “信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的 传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连 接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。
第40页/共65页
试题分析3
• 下面关于信元（Cell Switch）交换的描述中， 不正确的是（20）。(06.11) A．信元的大小为固定长度 B．信元交换采用了统计时分复用的传输方 式 C．信元交换的实时性比较差 D．信元交换结合了分组交换和电路交换的 优点
• 答案:数字数据 ,数字数据或模拟数据 ,脉冲噪 声 ,高速数字信号 , p=kd
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2 信道的特性
• 信道:是信号的传输媒质 • 波特率和比特率 • 调制
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源
信
译
源
码
码
制
道
调
码
码
宿
器
器
器
器
它使变换后的信号能在传输介质 信源发送编端时码钟器的主要作用：一是进行模/接数收端转时换钟 ；二是 降低信中号传的输数，码或率提。高噪信声道的传输效率
发送端和接收端使用各自的时钟；
接收时钟与发送时钟必须保持同步
第二章 数据通信基础知识
4
Networking techno;ogy
信号带宽
信号频域图所覆盖的频率范围称为信号的带宽 我们将信号大部分能量集中的那段频带称为信号的
有效带宽，简称为带宽(Bandwidth)； 任何信号都有一定的带宽。
第二章 数据通信基础知识
9
Networking techno;ogy
绝对带宽和有效带宽
第二章 数据通信基础知识
10
Networking techno;ogy
信息量的计算公式：I=loga(1/P)= -loga(P)
然而：信道对不同频率的信号其衰减幅度是不 相同的，因而会发生畸变。一般来说，频率越 高的信号，其衰减幅度越大
2.2.2 信道的截止频率与带宽 2.2.3 信道的最大数据传输率
第二章 数据通信基础知识
7
Networking techno;ogy
2.2.1 信号的频谱和带宽
傅立叶已经证明：任f(何t) 一个周期为T的函数f(t)都是由 无穷多个正弦和余弦函数合成，即：
11
Networking techno;ogy
脉冲信号频谱图
信号的脉冲宽度与其带宽成反比，因此信 号的数据率越高，信号的带宽也就越宽。
第二章 数据通信基础知识
12
Networking techno;ogy
2.2.2 信道的截止频率与带宽
▪ 信道带宽是指该系统不失真传输信号的频率范围
我们把信号在经过信道时其中某个频率分量的振 幅衰减到原来的0.707(即信号的能量衰减到原来 的一半)时所对应的频率称为信道的截止频率fc。 (cut-off frequency)即低通信道的有效带宽(0~fc）
数字通信的主要特点
优点
抗干扰能力强，可实现高质量的远距离传输； 能适应各种传输业务； 能实现高保密传输；
传输设备的集成化和微型化；
缺点
占用信道的带宽大；而且需要复杂的同步技术。
例子：一路模拟电话占用4KHz信道带宽，而一路数 字电话所需要的数据传输率是64Kbps，所需占用的 信道带宽要远远大于4KHz。
n= arctg(bn/ an)
此处f=1/T是基频，an和bn是n次正弦谐波和余弦谐波的振 幅。
第二章 数据通信基础知识
8
Networking techno;ogy
基本概念
频域图（频率-最大振幅图）
把f(t)各次谐波的振幅An按照频率高低依次排列 起来所形成谱状图形,称为信号f(t)的频谱图。
结论
信道的带宽决定对其通过信号的带宽，因而对 于有限带宽信道必须限制信号的带宽，即限制 信号的数据传输率；否则输出信号就会畸变。
第二章 数据通信基础知识
15
Networking techno;ogy
以01100010为周期信号的频谱
第二章 数据通信基础知识
16
Networking techno;ogy
Networking techno;ogy
第一部分 数据通信
第二章：数据通信基础知识
信号与通信 模拟通信与数字通信 信号的频谱与带宽，信道的带宽及最大数据传
输率等 传输介质 多路复用技术 数据交换技术 信号变换
第三章：物理层接口（RS232C串口）
第二章 数据通信基础知识
1
Networking techno;ogy
17
码元(Code Cell)：时间码轴上元的一个信号编码单元
Networking techno;ogy
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
第二章 数据通信基础知识
18
Networking techno;ogy
信息量的度量
香农规定：一个消息所荷载信息量I，等于它所表示 事件发生的概率P的倒数的对数。
第二章 数据通信基础知识
2
Networking techno;ogy
第二章 数据通信基础知识
3
Networking techno;ogy
是对传输的2.数1.字3 信数号字进通行信检错或纠错编码,
▪
以便接收方能进行差错检测和纠正。
数字通信：利用数字信号来传递消息。
信
信
信
信
信
源 编
道 编
调
信
解
道 译
2.2.3 信道的最大数据传输率
基本概念
码元速率
调制速率，波特率，信号单元速率
信号每秒钟传输的脉冲（码元）数：
数据传输率
RB
1 T
(Bau)d
信息速率
信号每秒钟传输的信息量（比特/秒）：Rb
V为信号的电平级数
1 T
log2V
两者的关系：比特 波 率特 lo2率 g n
RbRBlo2gn
第二章 数据通信基础知识
常见信号的带宽
话音信号
话音信号的标准带宽为300Hz～3400Hz。
音乐信号（CD音质）
要求的带宽是20Hz ~ 20KHz。
电视信号
电视信号的带宽为几Hz～4MHz。
单脉冲信号
其带宽为无穷大
二进制信号
一般情况下，其带宽依赖于“0”、“1”序列的顺序以 及具体的数字编码方式。
第二章 数据通信基础知识
f(t)= C /2 (n S a in n f b n 2 C t 2 o n) s ftA n Co n s fn ) ( t2
其中：
n 1
n 0
an2 Tf(t)Sin(f2t)dt T0
bn2 Tf(t)Consf(t2)dt T0
T
C 0 f(t)dt
An an2 bn2
第二章 数据通信基础知识
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模拟放大与数字再生
第二章 数据通信基础知识
6
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2.2 数据通信基础理论
2.2.1 信号的频谱和带宽
任何信号通过信道时都会发生衰减；如果所有 频率分量被等量衰减，那么结果信号虽在振幅 上有所衰减，但没有畸变。
任何信道都有fc，信道的截止频率或带宽是由其 固有的物理特性决定的。
第二章 数据通信基础知识
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信道截止频率
A
10lg 2 3
A
10.707
f fc
(a) 单通滤波器
10.707
f
f1
f2
f2(b) 双通滤波器
第二章 数据通信基础知识
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Networking techno;ogy